高台阶排土场的表土基底破坏与土场稳定研究

论述了高台阶排土场直接基底为表土时，表土层变形与承载力超限导致表土层破坏，土场失稳与否将决定于表土层厚度或薄表土下基底层承载能力，从而引起了表土层临界厚度概念，成功用于南芬露天矿，厂坝铅锌巨型土场建设。     

表土厚度对浅埋工作面采空区自燃的影响规律

鄂尔多斯地区的煤层埋藏浅,表土层厚度对地表漏风影响明显,继而导致采空区的自燃危险区域发生变化。为此以某煤矿4201工作面为研究对象,先通过二维离散单元程序UDEC模拟确定地表与采空区连通时的表土层厚度范围,再根据该模拟结果建立不同表土层厚度条件下的采空区漏风模型,用Fluent数值模拟软件对采空区自燃危险区域进行模拟。结果表明:当采空区上覆基岩厚度一定、表土厚度小于74 m时,煤层开采后地表裂隙会与采空区连通,从而导致地表漏风;表土层厚度越小,采空区自燃危险区域的范围和地表漏风量就越大,两者近似呈对数函数关系;地表漏风不但使采空区自燃危险区域的范围明显增大,而且使回风侧宽度大于进风侧宽度。     

井巷施工安全

井巷施工是在地下进行的,环境恶劣,劳动强度大,安全工作特别重要。 井巷施工分为井筒施工和巷道施工两部分。井筒分为立井、斜井和平峒,巷道分为岩巷、煤巷和半煤岩巷道。下面就常用的施工方法,谈谈井巷施工中的安全问题。 立井井筒施工 立井井筒施工是矿井建设中最困难的阶段之一。主要施工方法有普通法、冻结法、预注浆法、钻井法、沉井法、围幕法等。 一、立井表土施工的要求 若施工是在表土层没有流砂、淤泥、卵石的含水冲积层,可采用普通法;若是不稳定的含水冲积层,则宜选用冻结法。 (一)普通法施工的安全要求。 井位定好后,即可开挖,…     

露天矿土-岩复合边坡形态优化设计

合理设计采场及排土场边坡角是优化露天开采境界、保证露天矿安全生产、提高露天矿经济效益的重要前提。针对土-岩复合边坡这一类复杂特殊的边坡,以宝日希勒露天煤矿二采区西帮边坡为工程背景,应用刚体极限平衡软件定量分析了二采区西帮采场边坡及内排土场边坡的潜在滑坡模式;优化设计了二采区西帮1-2煤底板以上内排边坡形态及1-2煤至3煤之间采场边坡形态;确定了二采区西帮采场与排土场之间的安全距离。采用有限差分数值模拟软件FLAC~(3D),基于强度折减理论,对土-岩复合边坡稳定性进行了数值模拟,揭示了二采区西帮土-岩复合边坡的变形破坏机理及其稳定性。结果表明:宝日希勒露天煤矿二采区西帮土-岩复合边坡滑移模式及稳定性主要受采场与排土场之间的安全距离和3煤顶底板弱层控制;边坡形态优化后1-2煤底板以上内排边坡角为12°,1-2煤至3煤之间采场边坡角为22°,采场与排土场之间的安全距离为120 m,土-岩复合边坡整体边坡角为13°。     

砂土地层倾斜地表直筒型塌陷机制研究

为探究偏压对土洞发育的影响机制，在极限平衡法和合理拱轴线的基础上，推导了砂土地层偏压地形下直筒型塌陷覆盖层临界厚度计算公式。通过开展以坡面倾角为主变量、结合填土高度和含水率变化的单因素试验，来论证公式的合理性以及揭示不同因素对倾斜地表下塌陷覆盖层临界厚度的影响机制。结果表明：偏压地形下砂土地层直筒型塌陷的覆盖层临界厚度与土体性质、坡度等参数有关；随坡度增大，覆盖层临界厚度减小，地表塌陷历时缩短；覆盖层临界厚度随含水率增大而减小；土体性质对砂性土覆盖层临界厚度的影响大于坡度等外部因素的影响。该研究成果可为解决平面应变条件下的砂土地层地形偏压工程问题提供试验依据。     

兰尖铁矿排土场连续九年无事故

兰尖铁矿由兰山、尖山、营盘山三个采区组成,属大型山坡露天矿,采用汽车排土,排土段高随采场生产台阶下降而下降,是典型的高阶段压坡脚式排士场。高阶段汽车排土场,由于排弃的散体物料急剧下降,容易产生片滑和局部滑坡,往     

基于Phase2的不同配比充填体厚度的数值模拟研究

在充填体作用机理,稳定性分析与监测,爆破地震效应,静动态特性及损伤理论等方面的研究基础上,依托安庆铜矿高阶段大直径深孔采矿法第一步骤采场的充填现状,采用Phase2软件建立了多种数值分析模型对不同灰砂比充填体厚度的充填效果进行数值模拟研究,并进行了多方案技术经济对比分析。研究结果表明:灰砂比为1∶4,1∶8,1∶10对应充填体厚度分别为10,24,22 m时,为最优方案。该充填体厚度可为矿山采场充填配比设计、充填管理及充填质量提供技术参考。     

厦门云顶隧道爆破监测与分析

通过对厦门市云顶隧道爆破振动的监测与分析,确定了爆破振动引起的地表质点振动速度峰值与比例药量之间的经验公式。得出了地表质点振动主振频率主要集中在低频段;当存在一定厚度的表土层时,主振频率随距离的增加而减小的趋势并不明显;总体上存在主振频率随距离的增加而往下降的态势;不同距离的振动速度主频呈现出不同的分布趋势,同时,不同距离的振动速度主频表现出分布范围的集中程度不同。笔者提出了沿垂直方向、水平径向和水平切向振动时不同距离地震波衰减规律的经验公式。     

蒸汽除尘的应用实践

我厂日均消耗燃料煤、焦粉约300吨,消耗原料土焦约500吨。原料车间上料时,岗位上粉尘笼罩,能见度极差,开着的300瓦灯泡只能看出一个小红点,人在5米远就认不出模样。一个班下来,岗位地面粉尘厚度达20～30毫米。这不但影响生产,更重要的是直接危害工人身心健康。 恶劣的生产环境,引起了厂领导的高度重视。1984年,厂里投资20万元,在焦场安装了两台扁袋除尘器,与焦场原安装的3台离心式除尘器和2台扁袋式除尘器同时并用,粉尘弥漫状况大为改观,但粉尘含量仍严重超标,最高时还达628毫克/米3,最低61毫克/米3,各岗位平均粉尘含量为147.1毫克/米3。且…     

尾矿坝管涌的试验研究

管涌会给尾矿坝的的安全带来很大威胁,因此进行管涌的现场试验和室内砂槽模型试验,观察并分析了管涌发生、发展并导致溃坝的机理和过程。管涌的发生与最大有效粒径、饱和容重、渗透系数、下游滤层倾角、地层中土的组成成分、土的级配、水力梯度、土的结构、表面覆盖层土体的内摩擦角、黏滞系数、覆盖层厚度、黏聚力、土的饱和度等因素有关,是一个多元非线性的复杂问题。     

基于GIS的淮南煤矿废弃地土壤重金属污染生态风险评价

为了解淮南大通煤矿重金属污染特征及其生态风险,以该废弃地土壤为研究对象,通过测定土壤重金属元素质量比,评价其潜在生态风险,结合CIS技术分析其空间变化趋势.结果表明:1)淮南大通煤矿废弃地土壤重金属汞(Hg)、镉(Cd)、铬(Cr)、铅(Pb)、铜(Cu)超出土壤背景值1.99 ～ 27.2倍,其中以Hg和Cd污染最为严重.2)大通煤矿废弃地地表土Hg的单因子风险等级均在强以上,Cd的风险等级为极强和很强,其面积比例为98.79％、1.21％.底层土Hg的单因子风险等级以极强和很强为主,占区域面积比例分别为60.33％、21.86％,Cd的风险等级均为极强.Hg和Cd是煤矿废弃地最主要的综合生态风险贡献因子,主要风险区为煤矸石堆斜坡、塌陷区、化工厂滤池等地;Cr、Pb和Cu单因子风险均为轻微等级.3)大通煤矿废弃地地表土和底层土综合生态风险均为很强和强两个等级,表层土面积比例分别为88.05％和11.95％,底层土面积比例分别为97.81％和2.19％;底层土的风险指数值更大,表层土以原化工厂与煤矸石堆斜坡为中心高值区,底层土的高值中心位于煤矿塌陷区.     

凝聚态爆炸危险源外壳对爆炸冲击波影响的研究

容器中或储罐凝聚态化学危险品爆炸事故时有发生,容器或储罐壁的厚度对事故后果是否有影响,有什么影响,笔者利用非线性动力学有限元程序ANSYS/LS-DYNA,通过数值计算,研究了开阔空间带壳凝聚态爆炸危险源在空气中爆炸时,外壳厚度对爆炸应力波强度的影响。研究结果表明:易爆危险源壳体厚度的变化对爆炸冲击波的传播特性有显著影响。带壳易爆危险源爆炸作用场中的应力波峰值随距离的衰减指数与易爆危险源壳体厚度成线性关系,壳体越厚,衰减指数越大,应力波峰值随距离衰减越快。该结果为预测凝聚态易爆危险源爆炸事故后果,制定应急预案提供了科学依据。     

定位注浆顶板的稳定性数值模拟

帷幕注浆技术能实现岩溶水矿山的安全开采,而注浆(即隔障带)厚度一般是利用经验公式计算所得,存在较大的误差。本文应用流固耦合理论,对矿体开采条件下顶板注浆隔障带的稳定性问题进行了分析。采用数值模拟的方法,定量地模拟了矿房开挖过程中围岩(即隔障带)应力场的分布、破坏场的发展及位移场的变化规律。模拟表明由于顶板发生破坏,经验公式计算的隔障带不能满足隔水的要求,应增大隔障带厚度保证安全开采。根据采动影响范围为大水矿床顶板注浆及矿房参数设计提供依据,对防治岩熔水矿山突水有一定的指导意义。     

薄基岩巷采矸石充填围岩变形特征的数值模拟

巷采矸石充填开采是"三下"开采中控制覆岩移动变形和地表沉陷的有效方法之一。矸石充填开采既可以避免造成污染,又能够置换"三下"压煤、提高煤炭资源回收率,还可缓解部分副井提升压力,具有重要的理论意义和应用价值。为了确定厚表土层薄基岩下巷采矸石充填开采方案,采用数值模拟方法研究厚表土层薄基岩下充填开采地表沉陷特征及围岩变形机理。结果表明:在煤柱中布置宽5.0m,高5.8m的矸石充填巷,巷间煤柱宽10m的方案是可行的。通过数值模拟验证了在煤柱中掘进巷道并利用矸石回填以置换开采出部分条带煤柱技术的可行性,巷式充填采煤方式能有效控制上覆岩层移动,此种采煤方法为"三下"难采煤层提供了一种有效途径。     

绿色开采条件下露天煤矿土地动态演化规律研究

以白音华三号露天煤矿为例,研究了基于绿色开采条件下的露天煤矿土地动态演化规律。根据绿色开采中土地占用面积最优化及破坏土地尽早恢复的原则,建立了白音华三号露天煤矿地质模型、采矿模型等,研究了采场形态与采矿时间的动态变化关系;建立了内排土场排土模型,充分利用内排空间是减小运输成本与征地费用的重要途径,优化了内排土场发展过程边坡形态及排土容量;通过合理规划采、排计划,达到了绿色开采原则指导下的边开采边恢复土地的目的,既解决了露天矿合理征地问题,又解决了露天开采带来的生态恢复问题。     

北京东郊污水与清水灌区土壤中重金属含量的比较研究

运用遥感影像对北京东郊的凤港减河、北运河、潮白河并行区进行实地调查,在污水灌区、清污混合灌区、清水灌区采集土壤样品,比较分析了不同类型灌区土壤中重金属含量的分布特征.结果表明,与研究区土壤背景值相比,在污水灌区、清污混合灌区、清水灌区的表土层和心土层中重金属元素Co、Ni、Mn和V没有出现明显积累现象;污水灌区和清污混合灌区表土层中重金属元素Cr、Cu和Zn具有明显的积累现象.污水灌区表土层中Cr平均质量比达84.20 mg/kg、Cu平均质量比达25.67 mg/kg、Zn平均质量比达105.20 mg/kg,均高于清水灌区表土层中对应元素的平均质量比,也均高于污水灌区心土层中对应元素的平均质量比,这可能是由于研究区的碱性土壤、土壤中CaCO3和有机质对这些重金属具有一定的吸附和固结作用,从而降低了这些重金属元素的活性.潮白河沉积物中Co、Cr、Cu、Mn、Ni、V和Zn质量比平均值分别达到19.07 mg/kg、67.19 mg/kg、 20.81 mg/kg、610.64 mg/kg、26.84 mg/kg、84.97 mg/kg、112.37 mg/kg,均与研究区土壤背景值相当;北运河及凤港减河沉积物中Co、Mn、Ni和V质量比平均值分别为18.70 mg/kg、628.47 mg/kg、52.00 mg/kg、69.67 mg/kg,也均与研究区土壤背景值相当;而北运河及凤港减河沉积物中Cr、Cu、Zn平均质量比分别为160.96 mg/kg、184.57 mg/kg、533.48 mg/kg,均明显地高于研究区土壤背景值,这表明引用北运河和凤港减河的污水灌溉是造成土壤中Cr、Cu、Zn质量比增高的主要原因.     

钢筋混凝土梁桥火灾高温安全评价

综合考虑火灾高温下影响钢筋混凝土结构性能的参数,利用数值模拟程序分析火灾高温下钢筋混凝土矩形截面梁的温度分布,研究了保护层厚度对ISO 834标准火灾升温过程中钢筋混凝土矩形截面梁极限弯矩的时变效应规律.在此基础上,建立了钢筋混凝土梁桥火灾高温安全评价模型,提供了相应的计算方法,分析了不同温度下钢筋和混凝土的弹性模量损伤度及强度损伤度,对火灾高温下不同时间钢筋混凝土梁桥安全指标实现了量化归类.结果表明:在火灾高温作用下混凝土弹性模量比其相应强度更容易损伤,损伤速率大;火灾时间和保护层厚度对钢筋混凝土梁极限弯矩和安全等级有较大影响;火灾高温超过40 min后,梁的极限弯矩直线下降,100 min左右,可达严重损伤;钢筋混凝土梁极限弯矩随保护层厚度的增加呈线性递增关系;提高混凝土保护层厚度,可有效提高火灾场钢筋混凝土梁的耐火极限和安全等级.     

砂土对NH+4-N的吸附研究

以中砂和我国河流的典型污染因子NH 4 - N为对象,研究污染河流对地下水质的影响.通过室内土柱试验模拟污染物的下渗过程,分析包气带厚度和污染物浓度对NH 4 - N吸附的影响,并探讨砂性土对NH 4 - N的吸附机理.结果表明,同一介质对NH 4 - N的吸附,达到吸附平衡时,其动态吸附量远小于静态吸附量;对相同质量浓度的NH 4,包气带厚度对吸附量无影响;同一包气带,随NH 4质量浓度的增加,达到吸附平衡时,NH 4的吸附量、平衡浓度和吸附速度增加,而达到吸附平衡的时间和所消耗的注入液量减少.本研究对污水灌溉以及污染质在土壤和地下水中迁移转化的预测有重要意义.     

铝电解槽大修渣的无害化处理

从多个方面分析了电解槽大修渣的危害性,对大修渣进行了分类,总结了大修渣中阴极碳块的利用途径,在作最终处理时,将石灰渣与大修渣混合堆存,可有效防止废渣中可溶性氟随雨水向下渗透,减轻对土地及地下水的污染,复土后的渣场可还林(耕),实现大修渣无害化堆存。     

铝电解槽大修渣的无害化处理

从多个方面分析了电解槽大修渣的危害性,对大修渣进行了分类,总结了大修渣中阴极碳块的利用途径,在作最终处理时,将石灰渣与大修渣混合堆存,可有效防止废渣中可溶性氟随雨水向下渗透,减轻对土地及地下水的污染,复土后的渣场可还林(耕),实现大修渣无害化堆存。